国产数控系统如何突出重围？
编者语：近年来，一些优秀的国内机床以及数控系统制造企业异军突起，在中档机床这一竞争激烈的市场中，国产数控系统的市场占有率逐年提高。盛总认为，国产数控系统凭借价格的优势以及国家相关政策的扶持，有望突出重围。
纵观机床数控系统的发展历程，日本与欧美各国始终引领着数控系统发展的趋势。从FANUC与西门子合作的3系统，到分道扬镳后FANUC生产的0系列与西门子制造的8系统，一直占领着机床制造业的大部分市场。相对于国外的发展速度，国内数控系统的发展其实并不慢，尤其是在金融危机的洗礼之后，国内机床制造企业的产品结构得到进一步优化，国内数控系统的发展也随之加速。“但是在高档机床市场，我们国内的数控产品比例很低。大多数产品都集中在中低档。”北京机床研究所副总工程师盛伯浩在接受采访时表示。同时，国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户也显得信心不足。
但近年来，一些优秀的国内机床以及数控系统制造企业异军突起，在中档机床这一竞争激烈的市场中，国产数控系统的市场占有率逐年提高。盛总认为，国产数控系统凭借价格的优势以及国家相关政策的扶持，有望突出重围。
“几年前，国内生产的数控产品可靠性一直不是很理想，问题大多集中在电磁兼容性不好这一缺点上。尽管现在这种情况得到了很大改善，但是在可靠性方面做的还是不如国外产品好。所以，国内产品在提升技术的同时，一定要注重可靠性这一重要指标。”——盛伯浩
可靠性——数控系统应重点关注的指标
目前，国内数控机床的研发主要面向高档市场，具备高速、高精、多轴联动复合加工功能的机床产品也逐渐受到业内青睐。然而，随着复合功能的增多，不可靠因素和故障隐患也随之增多，在机床运转和使用过程中发生故障的几率也大大增加。盛总介绍说：“由于高档数控设备复合功能密集，而且体积庞大、结构复杂、加工工况多变，所以可靠性问题也一直困扰着国内高档数控机床生产企业。”
作为衡量数控机床可靠性的重要参数之一，平均无故障时间（MTBF）是数控机床制造商较为关注的参数。盛总说，单从数控系统来看，国内产品的MTBF已经可以达到1万小时以上，最高可达到2万小时。而国外先进企业生产的数控系统的MTBF最高可以达到8万小时，这一参数的差距也从侧面反映了国内数控系统的上升空间还很大。
“国内数控系统生产企业要把研发的重心向可靠性方面倾斜一些，功能齐全并且使用可靠的产品才是客户们最需要的。”盛总建议。
“今后数控系统将要担负更多的‘责任’，比如各种补偿功能的实现、总线的互连以及企业信息化的推广。另外，速度补偿、温度补偿会得到进一步优化，离线补偿也会向在线补偿发展。同时，与五轴联动技术配套的系统软件也是国内企业需要重点关注的。”——盛伯浩
智能化——数控系统要担负更多“责任”
高速、高精、复合、智能一直是数控机床发展的趋势，而智能化恰恰是实现高速、高精、复合的前提，国内汽车、船舶、航空等行业的快速发展也对数控系统的性能提出了较高的要求。
盛总介绍到，智能化的机床对于制造过程可以做出判断和决定，并能够监控、诊断和修正在生产过程中出现的各种偏差，这其中牵涉到补偿技术、现场总线技术等。具体来讲，首先自适应控制技术要有成熟应用，数控系统能检测运行过程中的重要信息，并自动调整系统参数，改进系统运行状态；建立具有人工智能的专家系统，并引入故障诊断专家系统，这样可以将加工过程中一般的规律存入系统，并能得到工艺参数数据库的支撑，同时可以减少故障的发生机率；在伺服装置中采用智能化数字伺服驱动装置，这样就可以通过自动识别负载和调整参数使驱动系统获得最佳的运行状态。
另外，盛总还提到，五轴联动技术在国内的发展正处于成熟普及期，由于采用五轴联动可以对三维曲面零件进行最佳几何形状的切削，所以其效率要比三轴联动加工高很多。但是由于其联动数控系统、主机结构复杂，所以对应的系统软件也十分复杂。国内的大部分数控机床生产企业长期依赖于德国等一些国家的进口软件，这一方面增加了机床的总成本，同时也制约了国内机床企业的发展。盛总建议，国内数控机床企业在提高硬件水平的同时，不要忽略系统软件的开发。
“作为数控系统的重要功能部件，伺服电机的性能直接影响着数控系统性能的发挥。而国内数控系统生产企业采用的伺服电机大多数来自国外知名企业。如果在伺服电机这块市场进行深耕，我觉得国内数控系统的发展还会更进一步。”——盛伯浩
伺服电机——国内数控系统生产企业需进行深耕
伺服电机是机床数控系统的重要组成部分，交流伺服系统也已在很大范围内取代了直流伺服系统，同时，软件控制也逐渐取代硬件控制，成为伺服技术发展的趋势。目前，国内大部分数控系统生产企业仍需要进口伺服电机，这无疑增加了机床数控系统的成本。盛总说，伺服系统承担着反馈信号的任务，性能好坏直接决定着数控系统的整体质量。
至于目前国内数控系统使用电机的现状，盛总认为，如果功能部件产业不形成规模化的发展，数控产品的可靠性、价格以及机床整机的质量都不会提高。目前国内也出台了相关政策，强调以市场需求为导向，以数控终端产品为主，以整机带动数控产业的发展，并重点解决数控系统和相关功能部件的可靠性和生产规模问题。所以，伺服电机作为数控系统的重要功能部件，其发展也必然得到进一步推动。在技术方面，直线电机驱动所占的比重会越来越大，所以直线电机驱动在高速、高精加工机床上的应用已进入加速增长期。盛总总结道：“国内数控系统生产企业要在政策上契合、技术上领先，这样才能使国内机床数控系统功能部件得到更深层次的发展。同时，对于国内机床制造业也会起到极大的推动作用。”
纵观机床数控系统的发展历程，日本与欧美各国始终引领着数控系统发展的趋势。从FANUC与西门子合作的3系统，到分道扬镳后FANUC生产的0系列与西门子制造的8系统，一直占领着机床制造业的大部分市场。相对于国外的发展速度，国内数控系统的发展其实并不慢，尤其是在金融危机的洗礼之后，国内机床制造企业的产品结构得到进一步优化，国内数控系统的发展也随之加速。“但是在高档机床市场，我们国内的数控产品比例很低。大多数产品都集中在中低档。”北京机床研究所副总工程师盛伯浩在接受采访时表示。同时，国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户也显得信心不足。
但近年来，一些优秀的国内机床以及数控系统制造企业异军突起，在中档机床这一竞争激烈的市场中，国产数控系统的市场占有率逐年提高。盛总认为，国产数控系统凭借价格的优势以及国家相关政策的扶持，有望突出重围。
“几年前，国内生产的数控产品可靠性一直不是很理想，问题大多集中在电磁兼容性不好这一缺点上。尽管现在这种情况得到了很大改善，但是在可靠性方面做的还是不如国外产品好。所以，国内产品在提升技术的同时，一定要注重可靠性这一重要指标。”——盛伯浩
可靠性——数控系统应重点关注的指标
目前，国内数控机床的研发主要面向高档市场，具备高速、高精、多轴联动复合加工功能的机床产品也逐渐受到业内青睐。然而，随着复合功能的增多，不可靠因素和故障隐患也随之增多，在机床运转和使用过程中发生故障的几率也大大增加。盛总介绍说：“由于高档数控设备复合功能密集，而且体积庞大、结构复杂、加工工况多变，所以可靠性问题也一直困扰着国内高档数控机床生产企业。”
作为衡量数控机床可靠性的重要参数之一，平均无故障时间（MTBF）是数控机床制造商较为关注的参数。盛总说，单从数控系统来看，国内产品的MTBF已经可以达到1万小时以上，最高可达到2万小时。而国外先进企业生产的数控系统的MTBF最高可以达到8万小时，这一参数的差距也从侧面反映了国内数控系统的上升空间还很大。
“国内数控系统生产企业要把研发的重心向可靠性方面倾斜一些，功能齐全并且使用可靠的产品才是客户们最需要的。”盛总建议。
“今后数控系统将要担负更多的‘责任’，比如各种补偿功能的实现、总线的互连以及企业信息化的推广。另外，速度补偿、温度补偿会得到进一步优化，离线补偿也会向在线补偿发展。同时，与五轴联动技术配套的系统软件也是国内企业需要重点关注的。”——盛伯浩
智能化——数控系统要担负更多“责任”
高速、高精、复合、智能一直是数控机床发展的趋势，而智能化恰恰是实现高速、高精、复合的前提，国内汽车、船舶、航空等行业的快速发展也对数控系统的性能提出了较高的要求。
盛总介绍到，智能化的机床对于制造过程可以做出判断和决定，并能够监控、诊断和修正在生产过程中出现的各种偏差，这其中牵涉到补偿技术、现场总线技术等。具体来讲，首先自适应控制技术要有成熟应用，数控系统能检测运行过程中的重要信息，并自动调整系统参数，改进系统运行状态；建立具有人工智能的专家系统，并引入故障诊断专家系统，这样可以将加工过程中一般的规律存入系统，并能得到工艺参数数据库的支撑，同时可以减少故障的发生机率；在伺服装置中采用智能化数字伺服驱动装置，这样就可以通过自动识别负载和调整参数使驱动系统获得最佳的运行状态。
另外，盛总还提到，五轴联动技术在国内的发展正处于成熟普及期，由于采用五轴联动可以对三维曲面零件进行最佳几何形状的切削，所以其效率要比三轴联动加工高很多。但是由于其联动数控系统、主机结构复杂，所以对应的系统软件也十分复杂。国内的大部分数控机床生产企业长期依赖于德国等一些国家的进口软件，这一方面增加了机床的总成本，同时也制约了国内机床企业的发展。盛总建议，国内数控机床企业在提高硬件水平的同时，不要忽略系统软件的开发。
“作为数控系统的重要功能部件，伺服电机的性能直接影响着数控系统性能的发挥。而国内数控系统生产企业采用的伺服电机大多数来自国外知名企业。如果在伺服电机这块市场进行深耕，我觉得国内数控系统的发展还会更进一步。”——盛伯浩
伺服电机——国内数控系统生产企业需进行深耕
伺服电机是机床数控系统的重要组成部分，交流伺服系统也已在很大范围内取代了直流伺服系统，同时，软件控制也逐渐取代硬件控制，成为伺服技术发展的趋势。目前，国内大部分数控系统生产企业仍需要进口伺服电机，这无疑增加了机床数控系统的成本。盛总说，伺服系统承担着反馈信号的任务，性能好坏直接决定着数控系统的整体质量。
至于目前国内数控系统使用电机的现状，盛总认为，如果功能部件产业不形成规模化的发展，数控产品的可靠性、价格以及机床整机的质量都不会提高。目前国内也出台了相关政策，强调以市场需求为导向，以数控终端产品为主，以整机带动数控产业的发展，并重点解决数控系统和相关功能部件的可靠性和生产规模问题。所以，伺服电机作为数控系统的重要功能部件，其发展也必然得到进一步推动。在技术方面，直线电机驱动所占的比重会越来越大，所以直线电机驱动在高速、高精加工机床上的应用已进入加速增长期。盛总总结道：“国内数控系统生产企业要在政策上契合、技术上领先，这样才能使国内机床数控系统功能部件得到更深层次的发展。同时，对于国内机床制造业也会起到极大的推动作用。”
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